“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS E LETRAS- CAMPUS ARARAQUARA DEPARTAMENTO DE ECONOMIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECONOMIA
THAÍS DAMASCENO DE LIMA
DESAFIOS TECNOLÓGICOS NA EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO EM ÁGUAS PROFUNDAS: O SISTEMA PETROBRAS DE INOVAÇÃO
THAÍS DAMASCENO DE LIMA
DESAFIOS TECNOLÓGICOS NA EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO EM ÁGUAS PROFUNDAS: O SISTEMA PETROBRAS DE INOVAÇÃO
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Economia da Faculdade de Ciências e Letras – UNESP/ Araraquara, como requisito para obtenção de título de Mestre em Economia.
Linha de Pesquisa: Economia industrial e da inovação tecnológica.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Gomes
Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio convencional ou eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte.
Programa de Pós-Graduação em Economia da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Lima, Thaís Damasceno
Desafios Tecnológicos na exploração de petróleo em águas profundas: o Sistema PETROBRAS de Inovação / Thaís Damasceno de Lima - Araraquara, SP, 2015 89 f.
Dissertação (Mestrado em Economia) - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Faculdade de Ciências e Letras (Campus de Araraquara).
Orientador: Prof. Dr. Rogério Gomes
THAÍS DAMASCENO DE LIMA
DESAFIOS TECNOLÓGICOS NA EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO EM ÁGUAS PROFUNDAS: O SISTEMA PETROBRAS DE INOVAÇÃO
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Economia da Faculdade de Ciências e Letras – UNESP/ Araraquara, como requisito para obtenção de título de Mestre em Economia.
Linha de pesquisa: Economia Industrial e da Tecnologia
Orientador: Prof. Dr. Rogério Gomes
Data de defesa: 17/09/2015
MEMBROS COMPONENTES DA BANCA EXAMINADORA:
Local: Universidade Estadual Paulista Faculdade de Ciências e Letras
AGRADECIMENTOS
Aprendi, recentemente, que o importante é a jornada, não o destino. Esta dissertação é mais um passo na minha jornada da vida acadêmica e nos estudos de economia. Passos que foram apoiados, ensinados e encorajados por várias pessoas que se fizeram essenciais ao longo desse trajeto. Portanto, nessa seção gostaria de agradecer a cada uma delas.
Primeiramente, agradeço aos meus pais, Neid e Damasceno, pelo amor incondicional, pelos inúmeros ensinamentos, pela oportunidade que me deram de estudar e optar por um curso que me fizesse feliz. Sou grata por toda a dedicação e por todos os momentos que me estenderam a mão, ou que me incentivaram a enfrentar a situação sozinha. Pai e mãe, saibam que têm meu eterno amor e gratidão.
À toda minha família pelo apoio, aos meus tios, avós, madrinha, primos, nada seria possível sem a contribuição que tiveram e têm em minha vida, sem o cuidado e lições fundamentais.
Ao Jonas: amigo, namorado, cumplice. Foi quem me ensinou a importância da jornada e de tudo o que fazemos e conquistamos no caminho. Agradeço pelos momentos que me encorajou e que me aplaudiu, pelos sorrisos, pelo brilho nos olhos, por tudo o que tenho aprendido, por me fazer sonhar e me preparar para alcançar meus objetivos. Obrigada por sempre me apoiar e me mostrar que mesmo que não mudemos o mundo, sempre é possível ajudar algumas pessoas e, assim, mudar o mundo delas.
Aos professores da pós-graduação em economia da Unesp de Araraquara, em especial ao meu orientador Rogério Gomes, sem o qual esse trabalho não seria possível, pela ajuda e pela disponibilidade, por acreditar nesse trabalho e repassar seus conhecimentos. À professora Tatiana Massaroli, por toda atenção e apoio.
Aos amigos de mestrado, em especial ao Sidnei, Layza, Ivan, Fabinho, e, claro, Stephano, que tornaram a aventura dessa etapa tão agradável e interessante. O mestrado tem fim, mas as amizades vão ficar, sempre. Stephano, I will always love you (te plagiando), meu amigo, encanador, cozinheiro, cantor, despertador, o motivo das minhas melhores risadas, foi até herói, esteve ao meu lado e segurou minha mão quando eu pensava estar sozinha.
Aos amigos Renato e Rejane pelo incentivo em seguir a vida acadêmica.
Pela amizade, apoio e longas conversas, Felipe, obrigada.
Às amigas Camila e Jaqueline, o romantismo às vezes é o que me faz acreditar que todos podemos fazer alguma diferença. Obrigada pela amizade.
Desculpem aqueles que, por descuido, não foram citados, saibam que são importantes e que têm minha gratidão.
A maioria das ideias fundamentais da ciência é essencialmente simples e, por regra geral, pode ser expressa em linguagem compreensível a todos.
RESUMO
A importância do petróleo e do gás natural em termos econômicos e estratégicos pode ser medida pelo fato de que esses produtos sustentam mais da metade da demanda energética mundial. Nas últimas décadas, o Brasil tem se destacado na exploração de reservas de petróleo e gás offshore (águas profundas) em razão dos sucessivos avanços tecnológicos obtidos na área. Porém, para consolidar-se como um polo de pesquisas de classe internacional, o setor precisa superar os desafios tecnológicos encontrados na extração e produção de petróleo e gás natural na fronteira geológica do Pré-sal. Para enfrentar esses obstáculos, a PETROBRAS tem demandado inovações desenvolvidas por empresas parceiras e centros de pesquisas. Este estudo está pautado na percepção de que as inovações são realizadas para solucionar problemas técnico-econômicos que requerem conhecimentos acumulados - tácitos e codificados - que provêm de um processo de aprendizado histórico. As novas regiões de exploração de petróleo exigem avanços tecnológicos que superem as “dificuldades naturais” (luz; temperatura; pressão em grande profundidade; geografia do leito oceânico; correntes marítimas; distâncias entre as plataformas e o continente e entre plataformas e os poços no fundo oceânico; etc). No segmento
offshore, esses avanços frequentemente resultam de inovações incrementais e/ou “arquitetônicas”, ou seja, desenvolvimento e/ou combinações de tecnologias já conhecidas. A estratégia de inovação baseada em parcerias e nesses tipos de inovações permite diminuir as incertezas inerentes aos processos inovativos, os custos e o tempo dos projetos. Nesse contexto, este trabalho visa contribuir para discussão da rede que congrega parceiros voltados à inovação
offshore, que denominamos Sistema PETROBRAS de Inovação (SPI). Para isso, o estudo expõe as principais características desse sistema e as principais inovações alcançadas. Como resultado, é proposto o modelo teórico-analítico (SPI) em que a petrolífera age como “motor” e fiador do sistema.
Palavras-chave: Extração de Petróleo e Gás Offshore. Desafios e Inovações na Exploração
ABSTRACT
The importance of oil and natural gas in economic and strategic terms can be measured for the fact that these products support more than half of world energy demand matrix. At the lasts decades Brazil has stood out in the exploitation reserves of offshore (deep water) oil and gas in reason of the successive technological advances achieved in the area. However, to consolidate itself as a research hub of international class, the sector needs to overcome the technological challenges encountered in the extraction and production of oil and natural gas in geological area of the pre-salt. To address these obstacles, PETROBRAS has demanded innovations developed by partner companies and research center. This study is guided by the perception that innovations are carried for solving technical-economic problems which require accumulated knowledge - tacit and codified – and comes from a historical learning process. The new regions of oil exploration require technological advances that exceed the "natural difficulties" (light, temperature, pressure in big deep, geography of the ocean floor; ocean currents; distances between the platforms and the continent and between platforms and wells on the ocean floor; etc.). In the offshore sector, these developments often result from incremental innovations and/or "architectural", or development and/or combinations of already known technologies. The innovation strategy based on partnerships and these types of innovations allows to reduce the uncertainties inherent in innovative processes, costs and time of projects. In this context, this study aims to contribute to discussion of the network linking partners focused on offshore innovation, we call PETROBRAS System of Innovation (PSI). For this purpose, the study sets out the main characteristics of this system and the main innovations achieved. As a result, it proposes the theoretical and analytical model (PSI) in which the PETROBRAS acts as "motor" and guarantor of the system.
Keywords: Oil and Gas Offshore Extraction. Challenges and Innovations of the Offshore
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Graus de incerteza associados a vários tipos de inovações...22 Quadro 2 - Diferenças entre os tipos de inovações...36 Quadro 3 - Principais derivados do petróleo e suas aplicações...44 Quadro 4 - Inovações tecnológicas realizadas pela PETROBRAS com parcerias de empresas
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Chain-linked Model e os fluxos de informação e cooperação...33 Figura 2 - Relação ente os tipos de inovação e as fases do ciclo da tecnologia...37 Figura 3 - Caracterização as fases e dos equipamentos usados na cadeia produtiva da indústria petrolífera ...46 Figura 4 - Processo de indução/geração de tecnologias na exploração e produção de petróleo
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1- Plano de Investimento (por atividade) da PETROBROBRAS 2015-2019 (em
bilhões de dólares e %)...41
Gráfico 2- Investimento da PETROBRAS em Instituições de Ciência & Tecnologia em 2009 (por unidade de federação; % do valor total do invesimento)...42
Gráfico 3- número de empregados do Cenpes (por grau de escolaridade)...43
Gráfico 4 - Investimentos em P&D da PETROBRAS: 2001 - 2013...52
LISTA DE SIGLAS
ANP Agência Nacional de Petróleo
BMSHA Bomba Multifásica Submarina Hélico-Axial BSC Bomba Centrífuga Submersível
CENAP Centro de Aperfeiçoamento e Pesquisas de Petróleo CENPES Centro de Pesquisas e Desenvolvimento da PETROBRAS
COOPPE-UFRJ Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro
FPDSO Floating, Production, Drilling, Storage and Offloading
FPSO Floating, Production, Storage and Offloading - (navios-plataformas) FPWSO Floating, Production, Workover, Storage and Offloading
GEDIG Gerenciamento Digital Integrado - monitoração, controle e automação de poços
GIOP Gerenciamento Integrado de Operações GLP Gás Liquefeito de Petróleo
ICT Institutos e Centros Tecnológicos IEA International Energy Agency
LBD Learning By Doing
LBU Learning By Using
OCDE Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico P&D Pesquisa e Desenvolvimeto
PD Posicionamento Dinâmico
PETROBRAS Petróleo Brasileiro S.A
PROCAP Programa de Capacitação Tecnológica em Águas Profundas PUC/RJ Pontíficia Universidade Católica do Rio de Janeiro
SASMI Sistema de Aquisição de Sinais com Monitoração Independente SBMS Sistema de Bombeamento Multifásico Submarino
SCR Steel Catenary Risers
SIGITEC Sistema de Investimentos em Tecnologia SLWR Steel Lazy Wave Risers
SPI Sistema PETROBRAS de Inovação
SSAO Estação de Separação Submarina Água- Óleo TLP Tension Leg Plataform
TLWP Tension Leg Wellhead Plataform
UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro UNICAMP Universidade Estadual de Campinas
USP Universidade de São Paulo
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ... 17
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 20
1.1.O Fator “Incerteza” das Inovações ... 20
1.2.A Rotina e os Processos de Busca e Aprendizado ... 25
1.3.Paradigmas e Trajetórias Tecnológicas ... 29
1.4.O Modelo de Inovação de Kline e Rosenberg ... 31
1.5. Inovações Radicais, Incrementais e Arquitetônicas... 34
CAPÍTULO 2: OS DESAFIOS TECNOLÓGICOS PARA A EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO OFFSHORE ... 39
2.1. Metodologia de Pesquisa ... 39
2.2. Etapas da Produção Petrolífera ... 43
2.3. Breve Histórico das Tecnologias da PETROBRAS ... 47
2.4. Desafios Tecnológicos para a Exploração do Pré-sal ... 59
2.4.1. Novas Tecnologias ... 61
CAPÍTULO 3: O SISTEMA PETROBRAS DE INOVAÇÃO (SPI) ... 64
3.1. Redes de Inovação ... 64
3.1.1. A Localização das Principais Empresas Fornecedoras ... 68
3.1.2. A Administração da Rede de Cooperação... 70
3.2. Sistema PETROBRAS de Inovação (SPI) ... 73
3.3. Alguns Exemplos de Inovações Arquitetônicas ... 79
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 83
INTRODUÇÃO
Juntos, o petróleo e o gás natural representam mais de metade da demanda energética mundial. O Brasil tem se destacado no mercado offshore (águas profundas), porém para manter e avançar na liderança desse setor precisa superar os desafios colocados pela extração de petróleo e gás natural na fronteira geológica do Pré-sal.
O segmento de exploração petrolífera em regiões geológicas do Pré-sal tem demandado inúmeras inovações. Apesar dessa região possuir um enorme potencial, ela também apresenta muitas dificuldades que não podem ser superadas com as tecnologias utilizadas em regiões de laminas d’água de menores densidades. Para enfrentar essas dificuldades a PETROBRAS estabeleceu uma rede de parcerias entre empresas, institutos de pesquisa e universidades. As novas regiões de exploração de petróleo exigem avanços tecnológicos para superar as “dificuldades naturais” (luz, temperatura, pressão em grande profundidade; geografia do leito oceânico; correntes marítimas; distâncias entre as plataformas e o continente e entre plataformas e os poços no fundo oceânico; etc). O objetivo primeiro deste trabalho é apresentar estes desafios e discutir as soluções técnicas que estão sendo desenvolvidas.
Em geral, os países em desenvolvimento são receptores de tecnologias, principalmente das economias mais avançadas. Normalmente, esses países adquirem tecnologias externas para suprir suas necessidades técnicas. Entretanto, não podemos desconsiderar os esforços em adaptações e na tentativa de melhoria dessas tecnologias para atender aos interesses de quem as adquire. Em relação ao setor petrolífero, esse processo de aquisição ocorreu durante algum tempo, mas frente aos novos desafios impostos pela exploração offshore o Brasil precisou desenvolver as suas próprias soluções. O país se deparou com a ausência de tecnologias internacionais para realizar a extração de hidrocarbonetos nas águas muito profundas da região geológica do Pré-sal. Frente a isso, a PETROBRAS, que não realiza internamente atividades de pesquisa e desenvolvimento, recorreu a parceiras com empresas e institutos de pesquisas para superar os novos desafios tecnológicos. A estratégia de parceria e realização de inovações arquitetônicas permitiu avançar nas soluções técnicas e diminuir as incertezas inerentes aos processos inovativos, os custos e o tempo dos projetos.
já existentes para auferir êxito na extração de hidrocarbonetos em águas profundas e ultraprofundas. As novas trajetórias tecnológicas devem superar esses desafios e viabilizar a extração de petróleo da camada do Pré-sal. Entretanto, fica a questão: quais são essas dificuldades de fato?
Este trabalho visa contribuir para a compreensão dessa rede de inovação, que denominamos Sistema PETROBRAS de Inovação (SPI), composto, especialmente, por fornecedores, institutos de pesquisa e universidades, voltado para “produzir” soluções tecnológicas aos obstáculos na exploração em águas profundas. O modelo teórico-analítico que propomos para o SPI interpreta a petrolífera como coordenador – elo estruturante da rede – e o “motor” do sistema, pois garante ao mesmo tempo a direção (define os desafios e/ou as demandas por soluções técnicas) do processo inovativo e a sua sustentabilidade (aquisição das soluções tecnológicas).
Para isso, estruturamos este trabalho em três capítulos. O capítulo inicial se propõe a dar ao leitor uma base teórica para compreensão do estudo realizado. Partimos, portanto, da caracterização e conceito da inovação considerando principalmente seu aspecto de incerteza e como as empresas lidam com esse fator e as estratégias possíveis a serem tomadas apresentadas na seção 1.1. Na seção subsequente, são abordados os principais aspectos do processo de inovação tecnológica no interior da firma como suas rotinas e o processo de busca e aprendizado (seção 1.2), seguida pelos conceitos de paradigmas e trajetórias tecnológicas (seção 1.3). No ponto 1.4, o modelo de inovação em cadeia proposto por Kline e Rosenberg (1986) é apresentado, precedido de uma breve explicação e crítica do modelo linear. Finalmente, na seção 1.5 são discutidos os conceitos de inovações radicais, incrementais e arquitetônicas, e uma breve conclusão. O primeiro capítulo fornece, assim, uma base teórica necessária para a compreensão dos capítulos posteriores.
Iniciamos o capítulo dois apresentando as fases da produção de hidrocarbonetos (item 2.1) e os seus principais derivados, para mostrar a importância desse bem e quão indispensável na vida contemporânea e na economia de um país. Adicionalmente, apresentamos um esquema com as fases de produção petrolífera, enfatizando a fase de extração de petróleo que tem enfrentado as maiores dificuldades com a grande profundidade oceânica.
profundas (mercado offshore), na qual o Brasil é líder. Os principais aspectos que dificultam a produção de petróleo em grandes profundidades serão abordados na seção 2.3. Os desafios tecnológicos a serem enfrentados para a exploração de petróleo offshore serão pontuados para compreender as principais demandas técnicas da PETROBRAS.
Por fim, na seção 2.4, são apresentados os novos esforços de inovação que vem sendo realizados pelas empresas parceiras da PETROBRAS e as universidades para suprir a demanda tecnológica da petrolífera e possibilitar a extração de hidrocarbonetos em regiões geológicas hostis. As pesquisas inovativas vão desde os navios-plataformas até as tecnologias utilizadas no fundo do mar.
Com as primeiras descobertas de hidrocarbonetos em águas profundas no início dos anos 70, etapa preliminar da superação dos desafios impostos pelo Pré-sal, a PETROBRAS iniciou uma intensa busca por recursos técnicos. Para suprir esses desafios, que cresceram em número e complexidade ao longo do tempo, a petrolífera foi levada a buscar o apoio de seus fornecedores, universidades e institutos de pesquisas do país e estrangeiros para alcançar as novas soluções exigidas pelo segmento offshore.
O capítulo terceiro trata dessa rede de cooperação. No item 3.1 apresentamos o conceito de redes de inovação que servirá posteriormente para estruturar o modelo proposto de interações entre empresas e universidades. Nesse item, a concentração geográfica da rede de inovação da PETROBRAS é abordada, assim como a forma e os sistemas utilizados pela PETROBRAS para administrar essa rede de inovação.
Tendo em vista que o modelo de inovação da PETROBRAS não pode ser plenamente explicado pelos modelos existentes (modelo linear, não linear ou de inovação aberta), propomos no item 3.2 o Sistema PETROBRAS de Inovação (SPI). Nesse modelo procuramos incorporar a discussão dos capítulos anteriores. Para complementar, o item 3.3 apresenta alguns exemplos de inovações arquitetônicas desenvolvidas no SPI com intensa troca de conhecimentos.
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O nosso ponto de partida é a percepção de que as inovações tecnológicas são realizadas para solucionar problemas e requerem conhecimentos formais e os adquiridos em pesquisas anteriores e mão de obra especializada (DOSI, 1988). Adicionando a isso, o fato de que as novas regiões geológicas descobertas para exploração de petróleo são de difícil acesso e contam com inúmeros problemas que inexistem tecnologias para supri-los. Torna-se razoável supor que a compreensão das etapas da inovação para exploração de petróleo, juntamente com o modelo de inovação que considera importantes aspectos da atividade e da teoria das trajetórias tecnológicas e das rotinas seguidas pelas empresas, constituem âncoras conceituais relevantes para o entendimento dos problemas da pesquisa em questão.
1.1. O Fator “Incerteza” das Inovações
O conceito e o processo de inovação sofreram grandes mudanças ao longo do tempo. Na proposta original de Schumpeter (1961), a inovação era um resultado da criatividade característica do empresário empreendedor, ou seja, do agente introdutor de mudanças técnicas que iniciam as transformações estruturais no sistema econômico. Em seus últimos trabalhos, o autor assume que esse papel foi incorporado pela grande empresa reestruturada em departamentos, em particular o de Pesquisa e Desenvolvimento. Independentemente do agente ativo, essas mudanças são a alavanca do progresso e do desenvolvimento econômico e social.
A partir dessa compreensão, alguns autores analisam a “produção de inovações” em função dos recursos e/ou capacidades (ativos e/ou conhecimentos técnicos) internas da firma, tratando o processo inovador a partir de uma perspectiva endógena. A disposição em se arriscar na busca por inovações é um comportamento advindo do próprio empresário, e possui forte relação com os tipos de recursos com os quais a firma trabalha:
No entanto ao longo dos anos essa perspectiva foi sendo revisada e ampliada. Em meados dos anos 80, apesar da inovação ser vista como um processo que se desenvolve em boa medida endogenamente, ganha destaque a perspectiva de que a inovação depende também da interação entre as atividades realizadas dentro das empresas e aquelas ligadas ao mercado, à criação de conhecimento, e atividades relacionadas ao fornecimento de bens, serviços e tecnologias (KLINE; ROSENBERG,1986). Assim, o conceito e o processo de inovação ganham nova interpretação e dimensão que os tornaram mais complexos (como discutiremos adiante), pois não apenas se cria e aplica um novo conhecimento, mas também se retroalimenta (cumulatividade do conhecimento) e recombina conhecimentos já existentes para criar, desenvolver, aprimorar ou aperfeiçoar produtos e processos. Neste conceito mais amplo de inovação, adotado neste trabalho, as empresas comandam e controlam (ao menos parcialmente) o processo de inovação crescentemente complexo, seja em termos da densidade dos requisitos técnico-científicos internos, seja em termo das necessárias parceiras externas que complementam os conhecimentos anteriores.
Por outro lado, a inovação é um processo inerentemente permeado por incertezas, pois é impossível determinar os resultados técnico-científicos e econômicos ex-ante. Inexistem garantias de que os investimentos em uma inovação alcançarão, em primeiro lugar, sucesso técnico (qualidade comparativamente superior do produto e/ou escala produtiva economicamente viável) e, posteriormente, êxito comercial no mercado (confrontado com outras – novas e velhas - tecnologias/produtos). Nessa perspectiva, o cálculo capitalista para avaliar se o investimento ex-ante será recompensado ex-post é permeado de incertezas (BAPTISTA, 1999).
No entanto, há diferentes graus de incerteza que envolve cada tipo de projeto de inovação e, portanto, a capacidade de estimar o sucesso e o retorno desses investimentos. Quando se trata de investimentos em inovação radicalmente nova (quando vige a incerteza forte), as informações são insuficientes para nortear um comportamento racional e os cálculos racionais são impossíveis. Se as mudanças são de pequena dimensão, ou seja, melhorias incrementais nos produtos e processos (incerteza é baixa), a avaliação dos prazos e dos retornos dos investimentos é menos difícil.
rentabilidades futuras do projeto para possíveis decisões e, por isso, conceitualmente mais aplicável em projetos de inovações em razão da distância temporal. Os demais tipos de incerteza não são calculáveis, de forma que seus riscos não podem ser avaliados nem eliminados (FREEMAN; SOETE, 1997).
Nos projetos de inovações, mesmo após vários testes e plantas-pilotos, incertezas técnicas ainda podem perdurar no início da produção inovativa. Assim, à medida que as características técnicas são mais bem definidas e superadas as deficiências e problemas técnicos, ou seja, maior a proximidade do projeto final, menor a incerteza associada à tecnologia. Assim, como a inovação não é um processo linear, podemos considerar diversos graus de incertezas, como proposto no Quadro 1.
Quadro 1 - Graus de incerteza associados a vários tipos de inovações
1- Incertezas verdadeiras Pesquisa fundamental Inventos fundamentais
2- Níveis muito altos de incerteza Inovações radicais de produtos
Inovações radicais de processos realizados fora da firma
3- Altos níveis de incerteza Importantes inovações de produtos
Inovações radicais de processos obtidas no próprio estabelecimento ou contexto da firma
4- Incertezas moderadas Novas “gerações” de produtos já existentes 5- Pouca incerteza Inovações licenciadas
Imitação de inovações de produtos Modificação de produtos e processos
Adoção antecipada de processos já existentes
6- Muito pouca incerteza Diferenciação de produtos
Adoção tardia de inovações de processos já existentes e de operações flanqueadas no próprio estabelecimento
No Quadro 1, as incertezas enumeradas de 1 a 3 referem-se às atividades de pesquisa e criação de um novo produto ou conhecimento e às inovações radicais. No item 4 o produto já existe e investe-se em “evoluções” das tecnologias, não necessitando de pesquisas que visam criar um novo produto, mas apenas modificar e desenvolver o já existente e aceito pelo mercado. Na inovação número 5 tem-se o processo de empresas imitadoras, aquelas que não investem fortemente em pesquisa para a criação de algo novo, mas sim, imitam as líderes de mercado que inovam. Por fim, no item 6 temos empresas que buscam tardiamente melhorias de processos e técnicas de produção e apenas procuram diferenciar produtos já existentes, criando por exemplo um design diferente, mas não lançando inovações consideráveis.
Dessa forma, a incerteza é gradualmente reduzida entre o primeiro e o último tipo de inovação, mas as empresas são incapazes de prever precisamente todos os resultados de cada um desses processos inovativos (FREEMAN; SOETE, 1997; cap. 10; NELSON; WINTER; 2005; RAPINI, 2013). Em suma, a incerteza caracteriza todo o processo de inovação, sendo importante não apenas nas decisões de investimentos, mas também na definição do tipo de estratégia inovativa de cada empresa e, consequentemente, nas funções científicas e técnicas internas que serão privilegiadas (FREEMAN; SOETE, 1997; cap. 11)
As decisões de inovar das firmas são balizadas tanto pelas oportunidades de mercado quanto pelas tecnológicas. Considerando os aspectos históricos (conhecimento acumulado) e a suas capacitações tecnológicas, as firmas buscam sobreviver no mercado. Para isso, adaptam-se às mudanças externas e promovem mutações no ambiente no qual adaptam-se inadaptam-serem. Por isso, a firma pode adotar diferentes estratégias. Freeman e Soete (1997) distinguem seis estratégias inovativas: i) Estratégias inovativas ofensivas; ii) Estratégias defensivas; iii) Estratégias inovativas imitativas; iv) estratégias inovativas dependentes; v) Estratégias Tradicionais e vi) Estratégias inovativas oportunistas. Para compreender como cada estratégia rege as decisões da firma, vamos caracterizá-las brevemente, dando ênfase nas relações entre estratégias e incerteza.
adquiridos em produtos e processos. Muitas vezes as empresas ofensivas registram patentes para invenções novas e secundárias que surgem ao longo do processo.
As firmas que adotam estratégias inovativas defensivas são responsáveis pelas maiores taxas de P&D industrial, além de serem capacitadas a alcançar em curto espaço de tempo – e por vezes, superar - os níveis técnicos estabelecidos pelas firmas com estratégias ofensivas. A firma normalmente opta por não incorrer no risco de pioneirismo das inovações, pretendendo entrar no mercado aberto pelas inovadoras - assim que o projeto tenha uma definição mais clara - e, ao mesmo tempo, usufruir dos erros cometidos pelas empresas que se arriscam a introduzir inovações à frente das demais. A estratégia defensiva, apesar de mais segura, pois reduz incertezas ligadas a introdução inicial de inovações, requer profundos conhecimentos técnicos internos já que a firma precisa adaptar-se e reagir às inovações e versões aprimoradas introduzidas pelas concorrentes. As suas atividades internas de P&D tentarão auferir agilidade e eficiência após a firma ter assumido os riscos.
Por outro lado, com estratégia imitativa as empresas procuram apenas acompanhar o mercado, absorvendo tecnologias introduzidas por outras, mas sem preocupação em alcançar as firmas líderes. Para adotar esse tipo de estratégia a firma precisa possuir vantagens de mercado, em geral em processos (baixo custo unitário de produção), para assim sobreviver e progredir. Muitas vezes essa é uma estratégia temporária, um passo para a firma buscar tornar-se um inovador dos tipos anteriores, especialmente da última clastornar-se. Nestornar-se tornar-sentido, há a perspectiva de ampliação das atividades de P&D interna e de parcerias com outras empresas.
As estratégias dependentes levam as firmas a exercerem papéis subordinados, atuando como empresas-satélites das firmas maiores. Muitas vezes são fornecedoras de componentes e serviços, portadores de pouca ou nenhuma atividade de P&D. Por fim, quando as firmas são muito tradicionais, sem ímpeto para inovar, a estratégia é dita oportunista. Este tipo de firma não tem a necessidade de inovar para se manter no mercado, pois está balizado pelos costumes dos consumidores e tradição da empresa no mercado, portanto para se manterem no mercado essa firma utiliza muito pouco suas atividades científicas, isso quando elas existem.
imitativas, inovações de processos e diferenciação de produtos, deixando de correr os maiores riscos das inovações radicais. Há, portanto, uma menor disposição aos investimentos nos projetos de inovações mais radicais. Em geral, pode-se dizer que, em sua maioria, as firmas não conseguem realizar cálculos racionais para esses projetos, pois inexistem informações suficientes para nortear um comportamento racional. Em suma, elas são incapazes de prever precisamente todos os resultados de seu processo de inovação (FREEMAN; SOETE, 1997).
Num ambiente permeado por incertezas técnicas e de mercado, racionalidade limitada e assimetria de informação, as empresas podem adotar uma ou mais dessas estratégias na tentativa de incorrerem em menores riscos. Em outras palavras, é possível considerar mudanças nas estratégias, que podem depender tanto dos ramos industriais em que a firma atua, quanto de fatores históricos (trajetórias), políticas, etc.
A incerteza caracteriza todo o processo de inovação, sendo importante não apenas na escolha de estratégia da empresa como também nas suas decisões de investimentos. Neste trabalho assumimos que a PETROBRAS e seus parceiros avaliam os novos conhecimentos necessários aos seus projetos futuros, estabelecem planos (metas) para superar gradualmente as dificuldades tecnológicas e, dessa forma, reduzir as incertezas da atividade de inovação. Em outras palavras, a incerteza é minorada pela adoção de uma estratégia de “inovações de prazos mais curtos” por meio de programas com objetivos e parcerias previamente definidos. Como a empresa não está diretamente envolvida com a atividade de inovação, ao mesmo tempo em que ingressa em atividades de (P&D) que fogem de sua especialidade, ela divide os riscos da inovação, mas mantém o controle do processo.
1.2. A Rotina e os Processos de Busca e Aprendizado
Pode-se dizer que a perspectiva evolucionista1 capta a impossibilidade de previsão
perfeita dos resultados a serem auferidos por meio do processo inovativo, pois pressupõe a falta de pilares que sustentem a previsão perfeita dos resultados. Do ponto de vistas do investidor, as inovações são processos não anuláveis, pois não se revoga uma decisão de investimento em inovação sem custos aos tomadores da decisão. Frente à incerteza intrínseca à inovação, as
firmas possuem comportamentos mais defensivos e prudentes que se traduzem na forma de rotinas (CÁRIO, 1995).
Assim, para confrontar as incertezas do processo de inovação estabelecer mecanismos que tornam previsões possíveis (ao menos minimante), a firma cria comportamentos “rotineiros”, ou seja, a firma constitui rotinas a partir daquilo que já executa bem e consegue compreender seus resultados. Os padrões de comportamento regulares e passíveis de previsões das firmas são chamados de “rotinas”. As rotinas determinam, a qualquer momento e muitas das vezes de forma estocástica, uma lista de funções que a firma deve realizar de acordo com as variáveis internas e externas que a empresa enfrenta nas suas atividades regulares. Assim, como mecanismo de contornar as incertezas, muitas decisões são tomadas com procedimentos rotineiros (NELSON; WINTER, 2005).
As rotinas se caracterizam como firma-específicas e direcionam todo o processo de busca por recursos e habilidades técnicas e os próprios processos de aprendizado (DOSI, 1988; ROSENBERG, 1982; cap. 7). Todavia, se as rotinas levam a novos conhecimentos e aprendizados, mudam as capacitações e recursos das firmas, alteram as bases do conhecimento do processo de busca, acabam por redefinir as próprias rotinas. Em suma, como o próprio sistema, as rotinas e os mecanismos de busca são dinâmicos, ou seja, em constante mutação.
As rotinas que regem as ações de uma firma perduram historicamente. Elas podem ser notadas a qualquer momento e são uma consequência das técnicas que a empresa dispõe. As rotinas podem ser, portanto, caracterizadas pelo processo evolutivo que as configurou. É o que conduz a firma em suas decisões e funcionamento frente ao ambiente de mercado. Nesse sentido, a firma se orienta pelos costumes arraigados às suas habilidades e experiências, das suas atitudes recorrentes e do comportamento das rivais.
As rotinas podem ser de três diferentes tipos. As primeiras delas estão relacionadas com “características operacionais”, ou seja, são as que regem um comportamento no curto prazo (relacionadas às variáveis como estoque de fábrica, equipamentos entre outros fatores que não podem ser alterados num curto período), podendo ser realizadas a qualquer momento. A segunda forma de rotina diz respeito ao estoque de capital empresarial, podendo aumentar ou diminuí-lo a cada período. Por fim, há as rotinas que levam as firmas a remodelar algumas das suas características operacionais durante o tempo (NELSON; WINTER, 2005). As rotinas podem ser modificadas ao longo do tempo, pautadas em diversas variáveis, como os gastos da firma com P&D, tamanho da empresa, entre outros aspectos que caracterizam a firma.
Para Dosi (1988), a inovação decorre de um processo de busca numa determinada base de conhecimento. Frente à incerteza intrínseca a atividade de inovação, as firmas adotam comportamentos rotineiros que tomam forma não apenas nas atividades de P&D, mas, também, por meio dos diferentes tipos de aprendizados - learning by doing, learning by using, learning by interaction e o learnin by trying (aprendizado auferido no processo de tentativas de reconfigurações de tecnologias vigentes para criar uma nova). (NELSON; WINTER, 2005, cap. 11). A atividade de busca conduzida por diferentes mecanismos de aprendizado (quando novos conhecimentos e informações são adquiridos) pode conduzir a outras descobertas, novas funções ou variações para as tecnologias já existentes. Essas rotinas são de suma importância para a atividade inovadora da firma, pois não só reduzem problemas associados ao desenvolvimento de um projeto, mas apontam novas oportunidades tecnológicas ou de mercado. “O equipamento novo de hoje representa um conjunto de soluções dos problemas de projeto, e fornece um novo ponto de partida para a nova sucessão de esforços de pesquisa e desenvolvimento”(NELSON; WINTER, 2005, p. 373).
de mercado e do acúmulo de conhecimentos inerente a essas atividades. Nesse sentido, o processo de busca depende dos conhecimentos técnicos e científicos já existentes, ou seja, dos conhecimentos acumulados, e condiciona as possibilidades de longo prazo da firma, pois esses não são adquiridos de forma instantânea.
O progresso técnico possui, assim, duas características de suma importância: a cumulatividade e o caráter tácito tanto do conhecimento quanto da tecnologia. A cumulatividade é uma característica intrínseca do progresso técnico, surge de forma evolutiva ao longo do tempo da evolução do conhecimento sustentado pelos mecanismos de busca e das rotinas estabelecidas pela firma. Já o fator tácito está relacionado à natureza do conhecimento como um bem privado, “não público”, que não pode ser adquirido ou transferido facilmente (em oposição ao conhecimento codificado).
Segundo Michael Polanyi (1967), tacitividade se refere àqueles elementos do conhecimento, como insight, etc. que os indivíduos possuem e que são mal definidos, não codificados, não publicados, que eles mesmos não podem expressar plenamente, e que diferem de pessoa a pessoa, mas que podem, em medida significativa, ser partilhados por colaboradores e colegas que tenham a experiência em comum (DOSI, 1988, p.6-7).
Dessa maneira, o progresso técnico pode possuir capacidade de transferência altamente limitada e dependente de caráter histórico e temporal (BAPTISTA, 1999). Conclui-se, portanto que:
(...) o processo de busca de firmas industriais visando incrementar a sua tecnologia não se verifica a partir do levantamento do estoque global de conhecimento de tecnologia antes de serem efetuadas suas escolhas tecnológicas. Dada sua natureza altamente diferenciada, as firmas procurarão, ao contrário, incrementar e diversificar a sua tecnologia pesquisando em campos que lhes permitam usar a sua base tecnológica previamente existente e construir a partir dela. Em outras palavras, as mudanças tecnológicas e organizacionais em cada firma são também, processos cumulativos. O que as firmas esperam realizar no futuro é condicionado fortemente pelo que ela tem sido capaz de fazer no passado. Uma vez reconhecida a cumulatividade e a natureza específica à firma de tecnologia, seu desenvolvimento ao longo do tempo deixa de ser aleatório, mas restrito a campos relacionados estreitamente com as atividades já existentes (DOSI, 1988(a), p. 225-226).
trajetória da firma. Como as rotinas que delimitam os dois processos anteriores são firma-específicas e decorrem de certas regularidades, o mesmo é valido para a trajetória da firma.
1.3. Paradigmas e Trajetórias Tecnológicas
Os conhecimentos adquiridos ao longo do tempo pela firma, que se expressam parcialmente nos níveis técnicos adquiridos pela empresa e nas tecnologias utilizadas, ditarão os rumos das mudanças técnicas possíveis. A evolução tecnológica, como dito anteriormente, é um processo histórico e segue determinadas características, já que segue uma certa regularidade, que pode ser compreendida ex-ante. A trajetória tecnológica surge como contornos de certo padrão da busca na solução de desafios tecnológicos. Pode-se dizer que uma trajetória tecnológica é uma forma de solucionar problemas técnico-econômicos por meio do uso continuado de conhecimentos técnico-científicos já adquiridos, ou seja, os esforços tecnológicos “caminham” em determinada direção. Assim, é possível também definir uma “trajetória” da inovação tecnológica em função de características técnicas e econômicas da firma (DOSI, 1982).
“Definiremos a trajetória tecnológica como o padrão de atividade ‘normal’ de resolução de problema (isto é, do ‘progresso’), com base num paradigma tecnológico.” (DOSI, 1982, p.42). Este último, por sua vez, é definido como “(...) um ‘modelo’ e um ‘padrão’ de solução de problemas tecnológicos selecionados, baseados em princípios selecionados, derivados das ciências naturais, e em tecnologias materiais selecionadas.” (DOSI, 1982, p.41). Faz-se aqui uma distinção, portanto, entre o progresso tecnológico “normal” e o “extraordinário”. O paradigma tecnológico se coloca como um modelo de forma a romper com a “normalidade”, ficando, assim, a trajetória tecnológica com “certa normatização do progresso”. A trajetória tecnológica surge, no contexto do problema, como uma forma normal (leia-se normativa) para o avanço científico e técnico, que resultam da forma padrão e rotineira de buscar soluções aos obstáculos que surgem.
demarcado pela cumulatividade do conhecimento tecnológico, assim como pelas oportunidades de inovação e pelas características assumidas pela interação entre ciência, tecnologia e produção. O grande problema das firmas diz respeito ao processo de seleção do paradigma tecnológico já que o papel da incerteza é inerente à atividade inovativa, tornando ex-post a possibilidade de comparação entre os possíveis caminhos de desenvolvimento tecnológico (KUPFER, 1996).
Os paradigmas e as trajetórias estão intimamente relacionados à dinâmica e as oportunidades tecnológicas da firma. Se considerarmos a sequência ciência → tecnologia → produção, um novo paradigma tecnológico diz respeito ao elo inicial, quando são introduzidas inovações radicais2, pois são dependentes de avanços na ciência para solucionar as dificuldades
encontradas pelas trajetórias tecnológicas. As trajetórias guiam as firmas por caminhos com certas delimitações do processo de busca, são elas que garantem a estabilidade de um paradigma. Quando as trajetórias enfrentam dificuldades incontornáveis e são desenvolvidos e/ou encontrados conhecimentos técnico-científicos novos, há uma ruptura do processo normativo e vigora um novo paradigma tecnológico. A trajetória tecnológica, por sua vez, está dentro dos limites de um paradigma, configuradas como uma atividade normativa de solução de problemas, normas (ou regras definidas pelo paradigma vigente) essas que delimitam os procedimentos e critérios a serem utilizados frente a uma dificuldade.
A trajetória tecnológica é a forma normativa de ação dentro de um paradigma, é um conjunto de possíveis rumos tecnológicos. As trajetórias tecnológicas possuem suas limitações e quando há necessidade de um ‘salto’ tecnológico, uma drástica mudança de hábito empresarial, a busca de novas direções tecnológicas serão consequências de esforços tecnológicos extraordinários ocasionados por novas oportunidades de desenvolvimentos científicos ou por dificuldades ou impossibilidade de continuar uma mesma trajetória tecnológica (DOSI, 1982).
O grau em que novas possibilidades são exploradas depende da trajetória tecnológica. Quando uma firma ingressa numa trajetória, ao definir novas rotinas nos processos de busca, ao mesmo tempo em que cria irreversibilidades técnicas, ela está procurando auferir maior competitividade (DOSI, 1982). Já que os padrões da atividade inovadora são cumulativos, a
história da firma (suas atitudes e decisões passadas em relação às principais atividades) interfere de forma determinante nas suas trajetórias tecnológicas (PAVITT; 1984).
As atividades de inovações tecnológicas relacionadas à PETROBRAS são complexas e dotadas de interações entre as instituições. Essa dinâmica tecnológica pode ser representada pelo modelo de inovação não linear que, diferente do modelo linear, é capaz de explicitar o dinamismo das atividades inovativas, e leva em consideração as características do conhecimento – rompendo com a cadeia linear que considera apenas o caminho: Pesquisa → Desenvolvimento → Produção.
1.4. O Modelo de Inovação de Kline e Rosenberg
Entre os anos 50 e 80, a abordagem de inovação era governada pela ideia do processo linear de inovação, no qual a cadeia Pesquisa → Desenvolvimento → Produção era a única possibilidade do processo inovativo. Nessa perspectiva, o entendimento era de um processo hierárquico em que passava sucessivamente pelas etapas de pesquisa, desenvolvimento e produção. Assim, o processo é iniciado pela investigação fundamental, que constitui o início de um novo paradigma, não havendo, portanto, outros caminhos possíveis. Nesse modelo a inovação tinha origem na pesquisa e descoberta de uma nova tecnologia advindas da atividade de pesquisa e desenvolvimento (MARQUES; ABRUNHOSA, 2005). Entretanto, no início da década de 80, alguns autores sugeriram um novo modelo que desse sustentação às possibilidades das trajetórias tecnológicas dentro de um paradigma e incorporasse os efeitos cumulativos e retroativos do processo de inovação.
científico, possibilitando a ciência revigorar-se com o conhecimento técnico, em um efeito retroativo. Há também o fato do modelo linear não incorporar os efeitos de feedback ou retroativos que ocorrem durante o processo inovativo. No modelo linear não se considera o
feedback do mercado à inovação, o que distorce a realidade já que essa retroação permite às firmas corrigirem possíveis erros do produto frente às expectativas do mercado, ignorando assim o fato de que uma inovação passa por um processo de experimentação (FORNARI; GOMES; MORCEIRO, 2014).
Kline e Rosenberg (1986) propõem um modelo que procura descrever as características do processo de inovação como a interação entre design, produção, mercado e agente externos. Os autores defendem que a inovação é um processo não linear que se retroalimenta. Como visto anteriormente, na visão linear a inovação decorre de um processo sequencial, iniciado pelas pesquisas científicas, cujos resultados são levados à esfera produtiva e, posteriormente, ao mercado. Nesse sentido, essa perspectiva não considera nem a retroalimentações dessa atividade, nem as contribuições de outros agentes. Já na perspectiva do modelo não linear, a etapa de design toma o lugar da pesquisa, e é inserida a etapa de redesign que capta os mecanismos de feedbacks do processo inovativo, para melhor representar a interatividade do processo.
Destaca-se nesse contexto que:
A constatação de que os investimentos em P&D não levariam automaticamente ao desenvolvimento tecnológico e de que nada estaria garantido apenas pela invenção de novas técnicas, deixou evidente a emergência das abordagens não lineares ou interativas (CONDE; ARAÚJO-JORGE, 2003, s/p.).
Kline e Rosenberg (1986) propõem um modelo capaz de combinar interações tanto no interior das empresas quanto entre outras empresas ou instituições de pesquisas. Esse modelo abrange cinco importantes elementos do processo de inovação: o mercado potencial, a invenção ou projeto inovativo, os testes e detalhamento do projeto, o redesign e a produção e, por fim, a distribuição e comércio. Estas “etapas” configuram cinco caminhos principais de atividades não necessariamente sequenciais.
firmas às competências técnicas dos agentes externos. Essas fontes não só diversificam as fontes de produção de conhecimentos técnicos, ou seja, criando “integração vertical” ou ampliação das bases internas, para acessar, agregar, complementar e aplicar a habilidades voltadas à inovação (FORNARI; GOMES; MORCEIRO, 2014).
Na perspectiva desse processo interativo, os cinco caminhos propostos pelo modelo de Kline e Rosenberg (1986) podem ser esquematizados da seguinte maneira:
Figura 1 - Chain-linked Model e os fluxos de informação e cooperação
Legenda: C= cadeia central de inovação; f= efeitos de feedback ou de retroação entre fases; F= efeito importante de retroação, entre as necessidades do mercado e utilizadores de inovação e as fases do processo de inovação; D= ligação direta entre a investigação e a fase inicial da invenção/realização do projeto analítico; M= apoio dos instrumentos, máquinas, ferramentas e procedimentos tecnológicos na investigação científica; S= apoio governamental à investigação; K e I= ligações entre conhecimento (K) e investigação (I) em ambos sentidos.
Fonte: Adaptado de Kline e Rosenberg, 1986.
O terceiro rumo da atividade inovativa refere-se à cadeia central (C) e suas inúmeras ligações, além do conhecimento acumulado durante os períodos (K) e de novos conhecimentos (I). As firmas normalmente inovam utilizando-se de seus conhecimentos adquiridos ao longo do tempo (setas 1 e 2). Frente a um novo problema as firmas buscam resolvê-los com seus conhecimentos adquiridos (1), quando isso não é possível, recorre-se às novas pesquisas (3). Diante das possíveis dificuldades para se obter soluções via novas investigações, pode-se, porém com certa dificuldade, retomar a tentativa de obtê-las de forma empírica (4). Dessa forma, as inovações não se relacionam à ciência apenas no início da atividade, mas em todo o decorrer do processo à medida que novos desafios surgem.
No quarto caminho possível, as ligações definem os rumos da ciência na inovação radical (D). Esse tipo de inovação é pouco frequente, entretanto provoca fortes mudanças quando realizado. É o início de um novo paradigma tecnológico, uma ruptura com as trajetórias e rotinas da firma frente a um novo problema. Por fim, o quinto caminho (M) indica o feedback
dos produtos da inovação em relação à ciência. Mostra como essa inovação é recebida pelo mercado e se há uma necessidade de reajustes.
O modelo de ligações não linear, portanto, enfatiza os mecanismos de feedbacks do processo de inovação e a interação entre os agentes. Em seus vários caminhos, o processo leva à inovação radical em apenas um deles. Dessa forma, podemos compreender a importância dos aspectos históricos e tácitos do conhecimento e de todo o processo de forma dinâmica dentro de um mesmo paradigma tecnológico. As trajetórias tecnológicas são apresentadas como possíveis caminhos ao enfrentamento de um problema, de modo que a firma pode lidar de forma normativa na busca de soluções. Dessa forma, compreendido os mecanismos do processo inovativo, torna-se importante compreender quais são os possíveis tipos de inovação.
1.5. Inovações Radicais, Incrementais e Arquitetônicas
nem sempre necessita do avanço da ciência, pois várias inovações são realizadas a partir de conhecimentos tecnológicos existentes, seja advinda das atividades rotineiras e conhecimentos tácitos da firma, seja acessando conhecimento externo (FURTADO; FREITAS, 2004).
As inovações podem ser realizadas através de distintas organizações, podendo ser classificadas como radicais, incrementais ou arquitetônicas. A inovação incremental baseia-se na melhoria de uma tecnologia já existente, em contraposição a radical que engendra rupturas mais severas frente a um problema tecnológico (OCDE, 2005).
As inovações radicais causam impacto sobre o mercado no qual se inserem, podendo causar grandes fissuras na dinâmica da competição existente. Essas inovações se caracterizam por lançamentos de novos produtos, processos, formas de organização da produção e de comercialização e distribuição, que representam uma ruptura estrutural do padrão tecnológico anterior. Em geral elas advêm de atividades definidas de P&D, com altos riscos e retornos elevados (FREEMANN, 1988). No modelo não linear, apresentado na seção anterior, refere-se ao caminho “D”, no qual o processo inovativo parte da pesquisa.
Uma inovação radical produz uma descontinuidade no desempenho empresarial, ela cria uma nova rede de valores (novos agentes e nova hierarquia entre eles) já que exige capacitações da firma que se estende para além do âmbito técnico. Assim, a capacidade da empresa de se engajar em novas estratégias de competitividade está relacionada à sua capacidade de inovação (ROSENBLOOM; CHRISTENSEN, 1998).
As inovações incrementais, por sua vez, se relacionam aos esforços rotineiros de aperfeiçoamento dos produtos, processos, formas de organização da produção e de comercialização e distribuição já existentes, na busca por melhorias no produto e na redução dos custos de produção. São processos relativamente contínuos, que buscam nas atividades rotineiras da firma uma solução, não produzindo alterações na estrutura industrial de monta, já que incorporam menores mudanças técnicas, pois decorrem de melhorias e aprimoramentos de tecnologias já utilizadas. Possuem, portanto, menores riscos e incertezas fracas quando comparados às inovações radicais (FREEMANN, 1988).
as inovações arquitetônicas podem ser decorrentes da junção de duas ou mais tecnologias, mantendo seus projetos dominantes, mas reconfigurados para suprir os novos requisitos técnicos.
Henderson e Clark (1990) utilizaram o termo “inovação arquitetônica” para caracterizar inovações que utilizaram grande parte dos conceitos iniciais de projetos essenciais em uma nova organização arquitetônica. Essas inovações representam menores desafios – e incertezas – para as empresas por se tratar de reconfigurações de tecnologias existentes, utilizando-se de conhecimentos já disponíveis para as firmas. Normalmente são inovações que redefinirão as funcionalidades existentes procurando suprir as necessidades de desempenho diferenciado das tecnologias. Nesse sentido, quando este tipo de inovação alcança o mercado representa o surgimento de uma nova trajetória tecnológica. Deve-se ressaltar que as novas características de uma inovação arquitetônica advêm de conhecimentos já existentes sobre determinadas tecnologias que recombinadas criam soluções novas (MORAES, 2000).
O Quadro 2 procura confrontar os diferentes tipos de inovação: Quadro 2 - Diferenças entre os tipos de inovações
Tipo de Inovação
Implicações Inovação Radical Arquitetônica Inovação Incremental Inovação
Competências e mercados existentes Ruptura ligações Novas Evolução Principais conceitos do projeto
inicial Substituídos Reforçados Reforçados
Ligações entre os principais conceitos e os componentes do
produto Alterados Alterados Inalterados
Fonte: Adaptado de Henderson e Clark (1990, p.12).
novo padrão setorial. Assim, os primeiros adotantes de um novo padrão poderão usufruir dos benefícios e vantagens do pioneirismo, como a redução de custo e os avanços na experiência da firma, mas estarão sujeitos a maior grau de incerteza.
Após essa fase, definido um projeto dominante, inicia-se a fase das inovações incrementais e arquitetônicas. Na fase incremental esse novo projeto será mais bem desenvolvido, buscando uma evolução sem alterar seus conceitos e componentes principais. Nesta etapa, conduzidos pelas rotinas das empresas, ocorrem os esforços para melhorar, aperfeiçoar e ampliar a qualidade e o desempenho da tecnologia.
Quando a empresa se depara com novos obstáculos ou novas oportunidades, a necessidade de superar os desafios leva à busca de avanços técnicos. Para evitar as incertezas relativas às soluções tecnológicas radicalmente novas, a empresa pode optar apenas por reconfigurar a tecnologia já desenvolvida. Essa inovação arquitetônica não romperá a ligação entre os principais conceitos do projeto dominante e seus componentes, mas origina uma nova arquitetura a esses últimos, seja por recombinar seus componentes, seja por uma combinação de duas ou mais tecnologias já dominadas para suprir a necessidade existente, sem criar um novo projeto dominante.
Figura 2 - Relação ente os tipos de inovação e as fases do ciclo da tecnologia
A Figura 2 confronta os três tipos de inovação mencionados. Suponha que já exista uma tecnologia 1(antiga) e que tenha sucesso a decisão de investir de uma empresa em uma nova tecnologia (2) visando obter lucros extraordinários. O sucesso do novo projeto (2) promove uma descontinuidade tecnológica que caracterizará a inovação radical - primeiro “cubo” da Figura 2. Introduzida a inovação a empresa concentrará os esforços na evolução dessa nova tecnologia, sem descaracterizar o conceito principal, ou seja, desenvolvendo inovações incrementais – segundo “cubo” da Figura 2. Por fim, suponha que frente a um novo gargalo tecnológico, a empresa não queira assumir grandes riscos e opte por utilizar o conhecimento acumulado com as tecnologias 1 e 2. Se as características técnicas das duas tecnologias favorecerem, a empresa pode recombinar as duas tecnologias, de forma a criar a tecnologia 3, caracterizando a inovação arquitetônica - terceiro “cubo” da Figura 2. Ressalte-se que a inserção das tecnologias 2 e 3 promovem descontinuidades, mas os graus de incertezas são distintos.
CAPÍTULO 2: OS DESAFIOS TECNOLÓGICOS PARA A EXPLORAÇÃO DE PETRÓLEO OFFSHORE
Apresentada a base teórica da qual a pesquisa parte, compreender a importancia e aplicação do petróleo (seus derivados) e do gás natural para a economia de um país. Nesse capítulo sarão apresentadas também as etapas da produção petrolífera e dos principais equipamentos utilizados nessas etapas. Um breve histórico tecnológico da PETROBRAS é essencial para captar os esforços da empresa no mercado offshore.
A pesquisa é baseada numa metodologia qualitativa, na qual mapeou-se, através de bibliografias e relatórios de inovação da PETROBRAS, as principais inovações voltadas ao segmento offshore. Nesse mapeamento apreseta-se as empresas e centros de pesquisas que realizaram as inovações apontadas como principais para produção petrolífera em águas profundas assim como os maiores desafios enfrentado pela empresa na atividade produtiva na região do Pré-sal.
2.1. Metodologia de Pesquisa
Após apresentado os pilares teóricos que fundamentam essa pesquisa, essa seão é dedicada a descrever, brevemente a metodologia utilizada no estudo. Para sanar o objetivo da pesquisa em compreender os desafios da produção petrolífera em águas profundas e as soluções técnicas que a empresa tem buscado. A PETROBRAS possui uma rede de cooperação para viabilizar e diminuir custos, incertezas e tempo de projeto para realizar as inovações.
A pesquisa é baseada numa metodologia qualitativa, que busca via bibliografias e, principalmente num estudo dos relatórios da PETROBRAS, analisar e listar os principais desafios de produção de petróleo e gás natural na região geológica do pré sal. Pontuados os desafios, buscou-se relacionar quais os esforços técnicos e inovações foram e estão sendo realizadas para superá-los.
Para além, após identificar os desafios e as inovações, faz-se uma compreensão relacionando as principais inovações realizadas para sanar os gargalos técnicos do mercado
apresenta, os ganhos econômicos e as empresas e universidades parceiras envolvidas na atividade inovativa.
Visando uma melhor distinção e compreesão de como funciona a o Sistema PETROBRAS de Inovação que é, nossa principal contribuição com essa pesquisa, o recorte metodológico foi realizado distinguindo três esferas envolvidas na atividade de inovação. A esfera PETROBRAS, a esfera das empresas parceiras, que compreende as empresas particulares, nacionais ou não, que realizam atividades de P&D e/ou produção de uma inovação, e, por fim, a esfera das universidades e centros de pesquisa, na qual incluimos universidades nacionais ou não, e centros de pesquisas que realizam atividades de P&D para suprir as necessidades técnicas da PETROBRAS, como o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello (Cenpes).
A PETROBRAS possui, atualmente 1.145 termos de cooperação com instituições brasileiras e 173 termos de cooperação com instituições estrangeiras, além da cooperação de 100 universidades e institutos de pesquisas no Brasil e 35 no exterior. No ano de 2014 foram investidos U$ 323,64 milhões (de dólares) em universidades e instituições parceiras. A PETROBRAS tem se demostrao um grande atrativo de empresas para o Brasil visando termos de cooperação para atividades inovativas, o que foi considerado na pesquisa num mapeamento geográfico de algumas empresas que se instalaram na Ilha do Fundão no Rio de Janeiro próximo ao Cenpes.
O Cenpes, desempenhando seu papel de centro cativo da petrolífera – com participação acionária majoritária do governo federal, volta-se ao atendimento da PETROBRAS como seu cliente preferencial. O centro de pesquisa não possui política de realização de contratos para terceiros, recebe clientes a procura de seus serviços de P&D, caso o projeto demandado não tenha impacto nos negócios mantidos com a PETROBRAS, e na ausencia de questões sensíveis, o projeto demandado por terceiros pode ser realizado.
Gráfico 1- Plano de Investimento (por atividade) da PETROBROBRAS 2015-2019 (em bilhões de dólares e %)
Fonte: PETROBRAS, 2015(a).
A grande taxa de investimentos futuros na atividade de exploração e produção visa dar prioridade ao Pré-sal. Essa, pesquisa, seguindo as prioridades da PETROBRAS, baseou-se em compreender as dificuldades de exploração nessa região geológica e os esforços que vem sendo desenvolvidos para suprir essas necessidades, dado que o investimento da empresa é altamente concentrado nessas atividades e, para além, mais de 80% dos investimentos futuros serão destinados à exploração e produção.
Gráfico 2- Investimento da PETROBRAS em Instituições de Ciência & Tecnologia em 2009 (por unidade de federação; % do valor total do invesimento)
Fonte: Costa, 2010.
Dessa forma, além desse estudo voltar seus esforços na atividade relativa à extração e produção petrolífera no Pré-sal, o principal foco são as organizações que realizam as atividades de P&D para a PETROBRAS, com inovações que buscam superar os desafios do Pré-sal, presentes no estado do Rio de Janeiro. Entre essas organizações, consideramos como cerne dessas organizações voltadas á atividade inovativa o Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello (Cenpes) localizado na Ilha do Fundão na Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Gráfico 3- número de empregados do Cenpes (por grau de escolaridade)
Fonte: Elaboração própria a partir de dados da PETROBRAS (2015; b).
O Cenpes, portanto, além de estar situado em uma região estratégica pela sua proximidade com a Universidade Federa do Rio de Janeiro, acaba por funcionar como um atrativo de empresas que visam a troca de conhecimentos e informações, e a parceria com centros de pesquisas e universidades para realizar a atividade inovativa demandada pela PETROBRAS. O Rio de Janeiro, dessa forma retém grande parte dos investimentos em P&D da petrolífera e apresenta-se como parque tecnológico importante à atividade offshore.
Assim, nessa pesquisa, a concentração dos investimentos em P&D na região do Rio de Janeiro, somada à presença do Cenpes como importante centro de pesquisa principalmente voltado à superar os desafios do Pré-sal (que essa pesquisa visa compreender), e a alta capacitação dos empregados do Cenpes que funcionam como atrativos à empresas buscando parcerias com universidades e centros de pesquisas para suprir as demandas da PETROBRAS, apresenta o recorte metodólógico do estudo em questão.
2.2. Etapas da Produção Petrolífera
(IEA, 2007).Para mostrar a importância do bem, o Quadro 3 apresenta alguns dos derivados do petróleo e suas aplicações:
Quadro 3 - Principais Derivados do Petróleo e suas Aplicações Nomes das frações derivadas do petróleo Aplicação
Gás Natural Combustível e matéria-prima na síntese de compostos orgânicos e na fabricação de plásticos.
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) Combustível, gás de cozinha e matéria-prima na síntese de compostos orgânicos e na fabricação de borracha.
Éter de Petróleo Solventes em lavagens a seco.
Benzina Solventes orgânicos.
Nafta leve ou Ligroína Solventes e matéria-prima na indústria petroquímica.
Gasolina Combustível de motores de explosão.
Querosene Iluminação, solvente, combustível doméstico
e combustível para aviões.
Óleo Diesel Combustível de ônibus e caminhões.
Óleo Lubrificante Lubrificantes de máquinas e motores.
Vaselina Lubrificantes, pomadas, cosméticos e
indústria alimentícia.
Parafina Velas, cosméticos, alimentos,
impermeabilização e revestimentos de papel.
Asfalto Pavimentação de ruas e calçadas, vedação de
de cascos e embarcações, adesivos em laminados elétricos e revestimentos antioxidantes.
Choque de Petróleo
(Resíduo sólido da destilação destrutiva)
Redução de ferro em alto-forno, revestimento de fornos refratários, obtenção de alumínio e como fonte de gás.
Fonte: Adaptado de Brasil et al., 2011.
Os dados da International Energy Agency mostram que o petróleo é ainda a fonte mais relevante na oferta global de energia, seguido pelo gás natural. Os maiores produtores de petróleo são os EUA, a Rússia e a Arábia Saudita, mas as maiores reservas se concentram em países do Golfo Pérsico. No entanto, as explorações dessas reservas estão situadas em regiões de constantes instabilidades políticas e conflitos, influenciando negativamente o preço e o abastecimento mundial de petróleo (SANTOS et al., 2013). Os altos preços do petróleo levaram à busca de novas tecnologias energéticas e de possibilidade de exploração de novas reservas petrolíferas.
Figura 3 - Caracterização das Fases e dos Equipamentos Usados na Cadeia Produtiva da Indústria Petrolífera.
Fonte: Gielfi (2010).
A atividade de exploração reúne várias etapas; a primeira delas é a de estudos geofísicos que visa descobrir e demarcar jazidas de petróleo ou gás natural. Nessa fase são necessários computadores, submarinos (robôs) e explosivos, visto que somente após a perfuração do poço torna-se possível certificar se há, de fato, petróleo no local.
A etapa de perfuração, completação e produção, é quando se realiza a perfuração do poço, deixando-o apto à instalação de equipamentos para uma produção permanente de petróleo. No segmento offshore, a atividade de maior custo é a perfuração do poço que pode levar meses. A completação é a fase seguinte à perfuração, na qual se equipa o poço para a produção de petróleo ou de gás, é a configuração dos equipamentos instalados no poço para a produção ou injeção de fluidos. Há dois tipos diferentes de tecnologias nessa atividade: “seca” se a cabeça do poço está posicionada na plataforma; ou “molhada”, se está no fundo do mar (CRUZ, 2010 apud GIELFI, 2010).
Os principais materiais e equipamentos utilizados na segunda fase da produção são os tubos de revestimento, “árvores de natal”, linhas flexíveis, turbinas, grandes geradores e compressores, além dos serviços de perfuração e cimentação de poços, o afretamento de embarcações de apoio e o lançamento de linhas submersas (GIELFI, 2010). Na etapa
